飛行區(qū)特殊地質(zhì)圍界及基礎(chǔ)的處理和應(yīng)用實(shí)踐

□ 盛榮武 王傳林 王隆輝/文

機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界是將公共活動(dòng)區(qū)與機(jī)場(chǎng)航空器活動(dòng)區(qū)物理隔離，對(duì)保障航空器免受非法干擾，確保運(yùn)行安全起著非常重要的作用。由于機(jī)場(chǎng)圍界受地理環(huán)境、氣候等影響非常明顯，這些對(duì)圍界安防設(shè)施的安全防范作用的有效發(fā)揮都提出了較大的挑戰(zhàn)。目前國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)圍欄（墻）主要分為：鋼筋網(wǎng)圍欄、磚墻圍欄、鋼板網(wǎng)圍欄、鋼筋混凝土板塊（條）圍欄、鋼圍欄以及其他圍欄，基本以行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、一般氣候、地質(zhì)、水文等條件作為建設(shè)圍界技術(shù)要求的參考依據(jù)。

近幾年，在國(guó)家一系列政策的支持下，西部地區(qū)機(jī)場(chǎng)得到了前所未有的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)數(shù)量及運(yùn)輸量不斷增長(zhǎng)。對(duì)于一些西部特殊自然條件區(qū)域機(jī)場(chǎng)的建設(shè)，從機(jī)場(chǎng)運(yùn)行角度出發(fā)，關(guān)注機(jī)場(chǎng)圍欄（墻）建設(shè)技術(shù)要求的同時(shí)，更應(yīng)考慮圍界在后期使用過(guò)程中是否適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件以及對(duì)周邊人類(lèi)和動(dòng)物的活動(dòng)是否達(dá)到較好的防范效果。

本文在嚴(yán)格按照《民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)安全保衛(wèi)設(shè)施(MH/T 7003-2017)》對(duì)圍界建設(shè)的技術(shù)要求下，針對(duì)西部高原及山區(qū)特殊地貌機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界在實(shí)際運(yùn)行中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行分析探討。一方面是針對(duì)高原特殊氣候、土壤凍融對(duì)一些特殊地貌機(jī)場(chǎng)圍界基礎(chǔ)的凍脹破壞，影響機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)進(jìn)行分析研究；另一方面是針對(duì)一些山區(qū)機(jī)場(chǎng)，近年來(lái)生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)，機(jī)場(chǎng)周邊植被逐漸增多，野生動(dòng)物開(kāi)始在機(jī)場(chǎng)圍界周邊出沒(méi)，對(duì)機(jī)場(chǎng)鋼網(wǎng)圍界造成破壞，進(jìn)入飛行區(qū)，影響飛行安全進(jìn)行分析研究。本文以某高原機(jī)場(chǎng)圍界運(yùn)行為示范，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥鈿夂蚣暗刭|(zhì)條件，提出滾網(wǎng)刺圈圍界方案并進(jìn)行試驗(yàn)段實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在防止凍土對(duì)圍界基礎(chǔ)的破壞以及防止動(dòng)物入侵方面取得了較好效果，最終在該機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用。通過(guò)研究分析，滾網(wǎng)刺圈圍界的技術(shù)方案也值得在河灘、湖泊等沖擊形成的土質(zhì)區(qū)域、高原凍土、高填方邊坡區(qū)域等特殊地質(zhì)機(jī)場(chǎng)或者類(lèi)似地理氣候條件的地區(qū)得到借鑒和推廣應(yīng)用。

高原及山區(qū)機(jī)場(chǎng)圍界情況分析

（一）高原機(jī)場(chǎng)特殊氣候、地質(zhì)環(huán)境對(duì)機(jī)場(chǎng)圍界及基礎(chǔ)的影響

我國(guó)高原機(jī)場(chǎng)大部分處于我國(guó)西部山區(qū)和青藏高原，機(jī)場(chǎng)海拔高、氣候條件復(fù)雜，冷熱交替，土壤凍融現(xiàn)象明顯。以某高原機(jī)場(chǎng)為例，飛行區(qū)圍界處于河灘濕地區(qū)域，地下水位高，機(jī)場(chǎng)海拔高，年平均溫度為0℃左右，凍土深度平均達(dá)到2.4 米左右。在機(jī)場(chǎng)建成通航后，飛行區(qū)圍界就陸續(xù)開(kāi)始出現(xiàn)傾斜情況（見(jiàn)圖1），經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看、分析，引起圍界出現(xiàn)傾斜的主要原因?yàn)橥寥纼鋈谒?。機(jī)場(chǎng)在后續(xù)的巡檢維護(hù)工作中，付出了大量的人力物力，也多次組織相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)考察，但由于各種原因，一直沒(méi)有真正消除凍土對(duì)圍界的破壞，機(jī)場(chǎng)方也只能組織人員加大巡視檢查力度，臨時(shí)采取斜拉鋼索、木棒支撐等措施，但效果甚微，圍界傾斜出現(xiàn)愈演愈烈的趨勢(shì)，消耗了大量人員維護(hù)精力和維護(hù)成本，對(duì)機(jī)場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)造成很大的安全隱患。

（二）西南一些山區(qū)及高填方機(jī)場(chǎng)圍界情況分析

我國(guó)西南地區(qū)有許多高填方支線(xiàn)機(jī)場(chǎng)，有的圍界部分設(shè)置在邊坡上，偶遇大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣，圍界的穩(wěn)定性相對(duì)較差，容易傾覆。同時(shí)，有些機(jī)場(chǎng)圍界低于機(jī)場(chǎng)道面的平面，增加了管理巡查的難度。機(jī)場(chǎng)圍界在建設(shè)時(shí)，嚴(yán)格按照民航相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)場(chǎng)邊坡圍界投入使用時(shí)，圍界底部與土面的間距是符合要求的。后期經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，雨水沖刷、動(dòng)物掏刨填土，部分地段圍界底部間距逐漸加大，形成孔洞，導(dǎo)致動(dòng)物入侵，造成飛行安全隱患。

近年來(lái)隨著整體生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)，機(jī)場(chǎng)周邊植被逐漸增多，一些動(dòng)物撬開(kāi)圍界進(jìn)入飛行區(qū)（見(jiàn)圖2），活動(dòng)區(qū)域涉及土面區(qū)、排水溝及停機(jī)坪邊緣，晝夜活動(dòng)時(shí)間無(wú)規(guī)律可循，給機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全造成了巨大的壓力。

一些機(jī)場(chǎng)由于周邊部分居民法制觀念淡薄，曾從圍界外圍非法進(jìn)入飛行區(qū)，甚至發(fā)生過(guò)起損壞助航燈光的事件，給飛行造成了重大的安全隱患。一些支線(xiàn)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行資金緊張，圍界監(jiān)控設(shè)備安裝有限，存在監(jiān)控盲區(qū)，某機(jī)場(chǎng)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)精神病患者翻越圍界，進(jìn)入飛行區(qū)步行到停機(jī)坪的事件，所幸機(jī)坪工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)其采取了強(qiáng)制措施，沒(méi)有造成更大安全事件。

滾網(wǎng)刺圈圍界在某高原機(jī)場(chǎng)的實(shí)踐及應(yīng)用案例分析

西南某高原機(jī)場(chǎng)，地處河谷濕地區(qū)域，機(jī)場(chǎng)海拔高、年平均氣溫低、凍土深、地下水位高等特點(diǎn)，導(dǎo)致該機(jī)場(chǎng)在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行之初，圍界就陸續(xù)出現(xiàn)傾斜、基礎(chǔ)受到嚴(yán)重破壞的情況。

針對(duì)圍界受土壤凍融影響出現(xiàn)的問(wèn)題，機(jī)場(chǎng)多次組織相關(guān)單位到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，研究解決問(wèn)題的措施、辦法。經(jīng)過(guò)分析研討，相關(guān)人士也提出了幾種方案，但都因?yàn)槭┕?fù)雜、工程造價(jià)太大，圍界改造方案一直未最終確定，對(duì)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行安全以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本造成很大影響。

2013 年底，經(jīng)過(guò)3 個(gè)多凍脹周期的運(yùn)行，機(jī)場(chǎng)組織內(nèi)部運(yùn)行人員針對(duì)河灘、濕地、凍土等特殊地貌及高原特殊氣候?qū)缁A(chǔ)的影響，研究討論、共商辦法。經(jīng)過(guò)探討，結(jié)合青藏鐵路針對(duì)凍土施工方法，機(jī)場(chǎng)初步提出了一種新思路、新想法，就是采用軌道基礎(chǔ)施工理念，在地面面層鋪設(shè)一定厚度碎石層，在此基礎(chǔ)上設(shè)置地梁和滾網(wǎng)刺圈圍界，避免凍土對(duì)圍界基礎(chǔ)的直接影響，結(jié)合民航圍界規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，主要在以下三個(gè)方面加以考慮：一是利用碎石和刺圈的緩沖及柔性，減小圍界傾斜的情況；二是滿(mǎn)足圍界高度和強(qiáng)度要求；三是刺圈刀片起到防止動(dòng)物入侵和人員攀爬效果。初步構(gòu)思了滾網(wǎng)刺圈圍界方案，為驗(yàn)證該方案實(shí)際使用效果，該機(jī)場(chǎng)在2014 年5月在圍界破壞最嚴(yán)重的濕地區(qū)域進(jìn)行了100 米試驗(yàn)段施工（見(jiàn)圖3）。2015 年底，通過(guò)一個(gè)完整凍融周期試驗(yàn)段運(yùn)行效果觀察，軌道基礎(chǔ)及滾網(wǎng)刺圈圍界確實(shí)很好的解決了凍土對(duì)圍界及基礎(chǔ)的破壞，試驗(yàn)段圍界幾乎沒(méi)有變形，后續(xù)基本也無(wú)需進(jìn)行大量的人工維護(hù)，大大減輕了航站運(yùn)行壓力和維護(hù)成本。

通過(guò)試驗(yàn)段運(yùn)行，該機(jī)場(chǎng)上級(jí)相關(guān)部門(mén)也到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看、論證，基本認(rèn)可滾網(wǎng)刺圈圍界運(yùn)行效果。通過(guò)費(fèi)用初步核算，該方案工程單價(jià)費(fèi)用與大規(guī)模改造單價(jià)費(fèi)用相比較，費(fèi)用相對(duì)較低。該機(jī)場(chǎng)后續(xù)在試驗(yàn)段運(yùn)行效果的基礎(chǔ)上申報(bào)項(xiàng)目對(duì)飛行區(qū)全部圍界進(jìn)行了滾網(wǎng)刺圈改造，設(shè)計(jì)單位也結(jié)合試驗(yàn)段運(yùn)行情況對(duì)圍界設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化完善，以取得更好的運(yùn)行效果。

高原凍土施工是世界性難題，目前沒(méi)有一套相對(duì)成熟完整的理論，凍土施工后續(xù)影響可能需要幾年甚至更長(zhǎng)的周期來(lái)觀察。該機(jī)場(chǎng)2014年滾網(wǎng)刺圈圍界從試驗(yàn)段開(kāi)始，到2017 年、2019 年對(duì)飛行區(qū)圍界全面改造。經(jīng)過(guò)近幾年使用觀察，到目前為止?jié)L網(wǎng)刺圈圍界無(wú)沉降、傾斜、抬升、破損等現(xiàn)象，較好的解決了當(dāng)?shù)貎鐾翆?duì)圍界產(chǎn)生的破壞，提升了安全可靠性，達(dá)到了從初步設(shè)想到實(shí)驗(yàn)論證再到實(shí)際應(yīng)用的目的。

同時(shí)，滾網(wǎng)刺圈圍界的維護(hù)，主要是對(duì)刺圈的綁扎加固，操作簡(jiǎn)單、材料便宜，省力更安全，大大降低了維護(hù)成本。

尤為重要的是，滾網(wǎng)刺圈圍界的建成，動(dòng)物侵入飛控區(qū)事件數(shù)量銳減，數(shù)據(jù)顯示：2017 年年底機(jī)場(chǎng)完成第一期滾網(wǎng)刺圈圍界改造并正式投入使用，小動(dòng)物侵入飛控區(qū)事件數(shù)量分別從2016 年和2017 年每年40 余起，降至2018 年的12 起，經(jīng)過(guò)場(chǎng)區(qū)內(nèi)人員觀察，侵入事件均發(fā)生在滾網(wǎng)刺圈未改造區(qū)域；2019 年11 月全面改造完成并投運(yùn)至2020 年5 月，飛行區(qū)動(dòng)物侵入事件數(shù)量銳減至2 起，經(jīng)檢查均是在綁扎出現(xiàn)松動(dòng)，滾網(wǎng)刺圈間隙變大區(qū)域( 主要是接口、拐角處）。后續(xù)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行人員對(duì)上述區(qū)域進(jìn)行加固加密，至今未出現(xiàn)動(dòng)物侵入事件。

綜上所述，滾網(wǎng)刺圈圍界在該機(jī)場(chǎng)的全面應(yīng)用，能有效解決凍土對(duì)圍界及基礎(chǔ)的影響，使用壽命更長(zhǎng)；飛控區(qū)動(dòng)物侵入事件得以有效控制，更安全更可靠；同時(shí)也降低了每年對(duì)圍界維護(hù)人員和維護(hù)資金的投入。

山區(qū)高填方機(jī)場(chǎng)圍界建設(shè)改善構(gòu)思

（一）刺圈圍界在山區(qū)機(jī)場(chǎng)推廣應(yīng)用分析

針對(duì)前述山區(qū)高填方機(jī)場(chǎng)圍界運(yùn)行中面臨的一些問(wèn)題，本文認(rèn)為可借鑒和推廣應(yīng)用滾網(wǎng)刺圈圍界改造的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)圍界進(jìn)行一些改善處理，以達(dá)到圍界運(yùn)行安全、可靠，防止動(dòng)物侵入的使用效果。

對(duì)于山區(qū)高填方機(jī)場(chǎng)，可對(duì)邊坡圍界底部基礎(chǔ)全部采用混凝土進(jìn)行硬化的方式，以利于穩(wěn)固圍界基礎(chǔ)。目前，已有部分機(jī)場(chǎng)借鑒并實(shí)施了該方式（見(jiàn)圖4），有效防止了因大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣傾覆圍界及動(dòng)物掏刨打洞入侵飛行區(qū)，降低飛行安全隱患風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于一些機(jī)場(chǎng)周邊動(dòng)物喜好掏刨打洞、破壞鋼網(wǎng)圍界入侵飛行區(qū)情況，可在現(xiàn)有的鋼網(wǎng)圍界底部外側(cè)加裝兩層帶刀片刺圈，防止體型較大兇猛的動(dòng)物靠近或攀爬、破壞圍界以及人為的攀越圍界，保障飛行區(qū)運(yùn)行安全。

以上圍界方案實(shí)施成本低、效果好、維護(hù)簡(jiǎn)便，能夠有效降低機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界管理的人力、物資投入，機(jī)場(chǎng)的安全保障能力能夠得到有效提升，可取得事半功倍的效果。

（二）刺圈圍界應(yīng)用后效益分析

1. 安全分析

滾網(wǎng)刺圈圍界技術(shù)在高原及山區(qū)特殊地貌機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用是保障飛行安全、提供改善服務(wù)質(zhì)量手段的服務(wù)性基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。能避免外來(lái)人員和動(dòng)物的侵入對(duì)機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)造成的影響，有利于維護(hù)機(jī)場(chǎng)的可持續(xù)健康運(yùn)營(yíng)，同時(shí)給使用該機(jī)場(chǎng)的各運(yùn)輸企業(yè)和個(gè)人提供更為可靠、準(zhǔn)確、快速、優(yōu)質(zhì)的空中交通服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)，以提高航班正常效率，進(jìn)而提高其運(yùn)營(yíng)效率，有利于促進(jìn)機(jī)場(chǎng)服務(wù)質(zhì)量的提高和民航在整體地區(qū)社會(huì)滿(mǎn)意度的提高，確保飛行區(qū)圍界安全可靠及飛行區(qū)安全正常運(yùn)行。

2. 經(jīng)濟(jì)效益分析

滾網(wǎng)刺圈圍界首先不需進(jìn)行大規(guī)模基礎(chǔ)開(kāi)挖，僅清原地面基床下疏松淺表層土即可，相對(duì)于傳統(tǒng)大規(guī)?；A(chǔ)開(kāi)挖施工比較，滾網(wǎng)刺圈施工大大降低了施工難度，工程費(fèi)用成本相對(duì)較低。其次，各預(yù)制梁之間、上部加強(qiáng)構(gòu)件之間以及滾網(wǎng)刺圈，均為柔性連接，作為構(gòu)筑物，在凍脹情況下，容許的變形量較大，增強(qiáng)圍界適應(yīng)性和耐久性，減小后期巡視維護(hù)成本，降低機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本，因而具有較大的間接經(jīng)濟(jì)效益。

3. 生態(tài)環(huán)保分析

滾網(wǎng)刺圈圍界不需進(jìn)行大規(guī)?；A(chǔ)深度開(kāi)挖及基礎(chǔ)混凝土施工。高原及山區(qū)機(jī)場(chǎng)海拔高、氣候條件惡劣、地表植被層薄，生態(tài)環(huán)境脆弱，地表植被一旦被破壞，很難恢復(fù)，甚至是無(wú)法自然恢復(fù)，滾網(wǎng)刺圈圍界避免了對(duì)地表植被及高原凍土的破壞，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。另外，滾網(wǎng)刺圈圍界上面刺刀可以讓外來(lái)動(dòng)物避讓甚至遠(yuǎn)離圍界，減少動(dòng)物入侵飛行區(qū)情況發(fā)生，避免因動(dòng)物侵入飛行區(qū)而對(duì)動(dòng)物造成傷害，間接保護(hù)了當(dāng)?shù)匾吧鷦?dòng)物。

4. 對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂完善提供參考價(jià)值

滾網(wǎng)刺圈圍界的創(chuàng)新應(yīng)用為高原、山區(qū)高填方及河灘濕地等特殊地貌機(jī)場(chǎng)圍界安全、可靠運(yùn)行提供一種新的模式，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行、效果論證，為局方修訂完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供參考具有積極意義。

當(dāng)然，滾網(wǎng)刺圈圍界方案確實(shí)有很多方面和現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)圍界設(shè)置規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不一致的地方，也缺乏一些科學(xué)理論支撐，還需要在實(shí)際運(yùn)行中繼續(xù)加以論證。同時(shí)建議在一些特殊環(huán)境機(jī)場(chǎng)圍界建設(shè)中，能綜合考慮當(dāng)?shù)馗鞣N特殊因素，提高機(jī)場(chǎng)圍界運(yùn)行的可靠性、適用性。